季铵盐/酰胺类低共熔溶剂的制备及其对纤维素的溶解性能

以季铵盐类和酰胺类化合物为原料,合成了包括四甲基氯化铵/己内酰胺(TMACl/CPL)、四乙基氯化铵/己内酰胺(TEACl/CPL)、四丁基氯化铵/己内酰胺(TBACl/CPL)、四丁基醋酸铵/己内酰胺(TBAAc/CPL)、四丁基硫酸氢铵/己内酰胺(TBAHSO4/CPL)、四丁基溴化铵/己内酰胺(TBABr/CPL)等系列季铵盐/酰胺类低共熔溶剂(DES)。通过红外和核磁表征了季铵盐和酰胺之间C=O—H—C和C—N—H—C多重氢键的形成过程。应用DES溶解纤维素时,探讨了季铵盐/酰胺类DES中烷基链长、阴离子结构、溶解时间、温度和黏度等对纤维素溶解性能的影响,结果表明:丁基比乙基和甲基具有更高的溶解能力;不同的阴离子Br^-、Cl^-、Ac^-和HSO_4^-中,Ac^-与己内酰胺的作用可为纤维素溶解过程中提供更多的活性位点; TBAAc/CPL为较优的DES,在100℃、70 min,纤维素的溶解度为7.8%。季铵盐/酰胺类组分间的氢键结构对纤维素的溶解作用机制研究发现:纤维素原有的致密有序结构转化为毛糙无序状态,纤维素典型—OH、—CH伸缩振动吸收峰、以及C—O—C不对称伸缩振动峰均未发生改变,纤维素在TBAAc/CPL中溶解时未发生衍生反应,XRD分析发现纤维素再生后的2θ由15.36°、16.68°和22.10°转变为21.99°,晶型由纤维素Ⅰ型变为Ⅱ型。

基于反应型低共熔溶剂的真丝织物改性及其性能

印染废水污染是制约纺织行业可持续发展的重要瓶颈之一,在开发新溶剂的同时实现织物高效加工改性是驱动纺织业升级转型的有效路径。以甜菜碱(Bet)/乳酸(LA)低共熔溶剂为真丝织物改性反应的溶剂兼反应原料,对真丝织物进行季铵化改性,对比考察了传统加热和微波加热方式对酰胺化反应效率的影响,并对改性样品的形貌、结构和染色性能等进行分析。结果表明:微波加热反应效率高,仅需15 s便可实现真丝织物季铵化改性;改性后纤维表面粗糙度轻微增加,结晶度由71.57%升至78.57%,拉伸断裂强度提升2.8%;织物表面电荷从-26.35 mV增加到5.57 mV,使织物上染率提高58倍,最佳染色工艺条件下K/S值由0.08提升至4.07,透气和吸湿性变化不明显。该研究结果可为真丝织物改性和低共熔溶剂组分多功能应用提供新的理论依据。

三种长链季铵盐在低共熔溶剂中胶束结构的小角X-射线研究

通过小角X-射线散射技术,研究了十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)、十四烷基三甲基溴化铵(TTAB)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)三种阳离子季铵盐表面活性剂在ChG和ChEG低共熔溶剂中的胶束行为并表征胶束的结构。研究结果表明,表面活性剂烷基链长及低共熔溶剂类型对胶束结构影响较大,而温度对其影响较小。所得结果为低共熔溶剂中有序分子聚集体的构建提供参考。

季铵盐类低共熔离子液体催化合成乙酸乙酯

乙酸乙酯是一种重要的精细化工产品,广泛应用于有机合成、涂料、医药等行业。乙酸乙酯的传统生产工艺大多以有机或无机强酸为催化剂,存在较多弊端,而低共熔离子液体作为一种新型的催化剂和溶剂,原材料来源广泛、制备简单、价格便宜、原子利用率高、易回收、具有生物可降解性,这些优异的物理化学性质使得低共熔离子液体在乙酸乙酯的合成过程中有着重要的应用价值。